油氣集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀與降耗對(duì)策探討

李魁芳

【摘 要】油氣集輸系統(tǒng)作為我國(guó)油氣開(kāi)采中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，將油氣集輸系統(tǒng)的能耗降低對(duì)于整個(gè)油氣的開(kāi)采來(lái)說(shuō)非常重要。本文油氣集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀，分析了油氣集輸系統(tǒng)工藝存在的問(wèn)題，闡述了油氣集輸系統(tǒng)幾點(diǎn)降耗對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】油氣集輸系統(tǒng)；能耗；現(xiàn)狀；降耗對(duì)策

1、油氣集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀

就目前我國(guó)油氣集輸來(lái)看，其熱能的獲得多是利用石油燃料的燃燒，但生產(chǎn)所使用的電力還有相關(guān)設(shè)備動(dòng)力卻多是依靠電網(wǎng)的提供，一個(gè)油田在采油運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，電以及熱能大多都是分別進(jìn)行供給，并且其分布也比較散，很難提高利用率；油田在使用的過(guò)程中，腐蝕的問(wèn)題也必須要引起重視，管線的穿孔還有設(shè)備的內(nèi)外腐蝕等，如果對(duì)于這些情況沒(méi)有相應(yīng)的處理措施，很可能會(huì)使得整個(gè)油氣田集輸系統(tǒng)癱瘓，進(jìn)而出現(xiàn)大量的經(jīng)濟(jì)損失。

油氣田的集輸系統(tǒng)在整個(gè)油田開(kāi)發(fā)使用中是最為重要的環(huán)節(jié)，而且該環(huán)節(jié)消耗的能力非常高，對(duì)供給的電能還有熱能其虧損也非常嚴(yán)重；所以不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)油氣集輸環(huán)節(jié)的耗能降低，就是改善油田開(kāi)發(fā)中油田消耗的重要一步，而且從一定程度上來(lái)看，還可以有效地提高油田開(kāi)發(fā)的運(yùn)行效益。對(duì)油氣集輸系統(tǒng)的動(dòng)力還有相關(guān)供給能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理地調(diào)整，對(duì)油氣集輸?shù)拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格地控制，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)施以科學(xué)的優(yōu)化，對(duì)設(shè)備的檢測(cè)并且加強(qiáng)，最終有效地降低油氣集輸系統(tǒng)的降耗。

2、油氣集輸系統(tǒng)工藝存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)油田建設(shè)開(kāi)發(fā)的不斷深入和發(fā)展，大多進(jìn)入高含水期，油田生產(chǎn)集輸系統(tǒng)工藝不斷出現(xiàn)各種問(wèn)題，主要有：

1.油田進(jìn)入高含水期，油氣集輸系統(tǒng)與原油處理系統(tǒng)工藝集輸與處理能力不能滿足高含水期原油集輸與處理的需要，與實(shí)際生產(chǎn)能力嚴(yán)重不匹配，出現(xiàn)集輸與處理效率變低，油氣集輸與處理成本增高；

2.油氣集輸系統(tǒng)工藝設(shè)備和處理站生產(chǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，建設(shè)投產(chǎn)早，設(shè)備嚴(yán)重?fù)p耗老化，出現(xiàn)能耗高、成本高、效率低、設(shè)備容易損壞、穩(wěn)定性差的問(wèn)題；

3.油氣集輸管網(wǎng)出現(xiàn)腐蝕、結(jié)蠟等現(xiàn)象，且由于油田進(jìn)入高含水期而變得日益嚴(yán)重，腐蝕穿孔、結(jié)蠟堵塞等問(wèn)題嚴(yán)重，油氣損失大、成本高、安全隱患嚴(yán)重。

3、油氣集輸系統(tǒng)降耗對(duì)策

3.1合理科學(xué)的改造加熱設(shè)備

整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)的供熱大多都是加熱爐歪完成的，但加熱爐的效率卻被很多的因素所影響著，舉例來(lái)說(shuō)，加熱爐機(jī)構(gòu)還有其爐內(nèi)的熱損失，排煙溫度以及余熱回收還有燃燒器等環(huán)節(jié)，這些對(duì)于加熱爐的能源消耗都有著一定的影響。所以說(shuō)，新的加熱爐節(jié)能工藝的應(yīng)用就非常有必要，對(duì)傳統(tǒng)加熱爐的淘汰，大力推廣新型真空加熱爐選擇合理高效的燃燒器，都是提高熱效率的有效措施，除此之外，對(duì)加熱爐內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化，使用監(jiān)控以及熱爐的內(nèi)部數(shù)據(jù)，將出現(xiàn)的異常情況分析，控制加熱爐的運(yùn)行參數(shù)，最終減少?zèng)]必要的熱損，當(dāng)然對(duì)加熱爐的日后維護(hù)還有除垢也非常有必要，其可以有效地緩解加熱爐的損壞，而引射式輻射管的改造，減少加熱爐涂層機(jī)對(duì)外散熱等等都是提高效率的方法。

目前原油加熱都通過(guò)加熱爐來(lái)實(shí)現(xiàn)，加熱爐的節(jié)能損耗有以下幾點(diǎn)：（1）可以根據(jù)油田的出油量、油品等因素的綜合考慮采用新型加熱器；（2）減低排煙溫度，降低排煙損失；（3）采用高效、高性能的如玻璃棉、硅酸鈣等保溫材料降低熱損耗提高加熱效率。

3.2不加熱集油以及低溫集油工藝的使用

油田在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)采，到達(dá)開(kāi)采后期時(shí)，避免不了原油中含水量的大量增加，這時(shí)對(duì)于原油的加熱來(lái)講，將會(huì)造成很大程度上的浪費(fèi)，也使得集輸系統(tǒng)的成本進(jìn)而提高了很多。這時(shí)選擇并使用新型不加熱集油工藝就非常有必要，雖然雙管摻水技術(shù)在安全方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，但其大量的熱能消耗也是致命的短板；而新研發(fā)的非加熱集油除卻基本的單雙管不加熱集油之外，還有適用各個(gè)季節(jié)的不加熱集油，而常溫水不加熱集油也是非加熱集油中的一份子。通常，集輸系統(tǒng)會(huì)根據(jù)油氣田開(kāi)采的階段，還有油井原油特點(diǎn)，施以不同的不加熱集油工藝；舉例來(lái)講，將單管加熱過(guò)程中相關(guān)的熱爐還有計(jì)量站取消掉，將保溫系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，這會(huì)使得成本的投入得到相應(yīng)地降低，而且在管理方面上也很有效果。在這其中，單管不加熱集油是停用原油的摻水管線，依靠油井自身壓力還有溫度等將原油經(jīng)過(guò)的管線直達(dá)計(jì)量間；雙管不加熱集油則是將摻水管線停用后，將其改稱(chēng)為集油管線，對(duì)井口還有計(jì)量間進(jìn)行改造，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙管同時(shí)出油，而且值得注意的是，其可以隨時(shí)恢復(fù)摻水的能力，尤其在冬天這種作業(yè)將會(huì)更加便利；低溫水環(huán)狀不加熱集油即為經(jīng)過(guò)一條集油管線將幾口油井串聯(lián)成一個(gè)環(huán)形的集油系統(tǒng)，計(jì)量閥組件在一端摻水，而另一端則將油田生產(chǎn)的油水氣集中到計(jì)量閥組匯管里，這樣的技術(shù)在很多的油田上都有所使用，并且都取得了很好的效果。

3.3輸油泵改良采用變頻技術(shù)

由于原油含水率的不斷變化，原出口壓力會(huì)隨著原油粘度的上升而升高使設(shè)備負(fù)荷大大增加同時(shí)也降低了工程效率。輸油泵在這一情況下必須調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)或是改善密閉性能以提高泵效，確?？梢噪S原油物性條件的變化而變化。對(duì)于水冷方式的輸油泵效率不高問(wèn)題可以研發(fā)新型冷卻方式的輸油泵代替風(fēng)冷輸油泵。油氣集輸工藝是原油開(kāi)采中能源消耗最大的環(huán)節(jié)，所以在實(shí)際的運(yùn)行中，可以通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和油水泵變頻技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)控和調(diào)速，運(yùn)用油水泵變頻技術(shù)。此種技術(shù)在具體的應(yīng)用過(guò)程中，提高了機(jī)泵的運(yùn)行效率，也節(jié)約了電能資源的損耗。

3.4混輸技術(shù)的應(yīng)用

油氣混輸技術(shù)是廣泛應(yīng)用的一種新型技術(shù)，其將沒(méi)有分離的油氣水通過(guò)混熟泵經(jīng)過(guò)海底管道運(yùn)輸?shù)接蜌馑幚斫K端，并進(jìn)行綜合的處理，通常海洋油氣技術(shù)工藝運(yùn)用的設(shè)備比較多，頭則的成本也比較高，管理非常困難，但在該技術(shù)應(yīng)用后，只需要經(jīng)過(guò)分離器以及外輸泵還有壓縮機(jī)和獨(dú)立的油氣水管道就可以實(shí)現(xiàn)油氣的集輸。

3.5采用高效節(jié)能設(shè)備，從源頭上減小損耗

針對(duì)油氣集輸系統(tǒng)中能耗最高的設(shè)備設(shè)施，采取高效節(jié)能技術(shù)進(jìn)行更換：（1）采用相變爐、超導(dǎo)爐等新型高效加熱爐替換傳統(tǒng)的高溫加熱爐，促使全油田熱力系統(tǒng)形成“新型高效爐，現(xiàn)有狀況較好的水套爐備用，低效危險(xiǎn)爐棄用”的新格局。（2）采用高效油氣水三相分離器是高含水期油氣處理的高效設(shè)備之一，更換成高效三相分離器，采用原油旋流脫氣、脫水進(jìn)行分離處理，使得一次性簡(jiǎn)單處理就達(dá)到合格原油的目的。在離心力作用下分離出伴生氣體，通過(guò)水層內(nèi)洗破乳、依靠壓力平衡等方式進(jìn)行油水分離。（3）采用變頻調(diào)速技術(shù)和變頻泵設(shè)備可以有效控制輸出頻率，調(diào)節(jié)處理系統(tǒng)的泵轉(zhuǎn)速和排量，使得泵機(jī)處于最佳狀態(tài)和高效狀態(tài)

3.6應(yīng)用無(wú)功動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，減少能量空耗

由于油田生產(chǎn)能力的不斷變化，油田油氣集輸系統(tǒng)泵站原配置設(shè)備處理能力與油田實(shí)際生產(chǎn)量之間產(chǎn)生一定的差距，部分集輸系統(tǒng)工藝設(shè)備產(chǎn)生“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，大量的能量被白白消耗掉，使機(jī)泵不能保證在最佳效率和功率范圍內(nèi)均衡運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了整個(gè)集輸系統(tǒng)效率，容易造成電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行功率因素降低，距離供電系統(tǒng)對(duì)集輸系統(tǒng)供電效率指標(biāo)和參數(shù)的要求出現(xiàn)較大偏離。針對(duì)油田電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)的上述能量損耗問(wèn)題，采取集中靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)各配電室的用電負(fù)荷根據(jù)生產(chǎn)需要而變化的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4、結(jié)語(yǔ)

總之，要根據(jù)油氣集輸系統(tǒng)工藝存在的問(wèn)題完善措施，進(jìn)一步提出采用高效節(jié)能設(shè)備、采用科學(xué)軟件信息技術(shù)、應(yīng)用無(wú)功動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)改進(jìn)工藝管理等的集輸能耗控制對(duì)策，有效降低集輸系統(tǒng)的能耗。

【參考文獻(xiàn)】

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